OA11080A - Procéd´et appareiilage à fonctions multiples pour la maintenance des liquides métastables - Google Patents

Description

1 01 1 fW011080

Procédé et appareillage à fonctions multiples pour la maintenance des liquidesmétastables.

La présente invention concerne un procédé et un appareillage à fonctionsmultiples pour la maintenance des liquides métastables, l'action de ces procédé etappareillage pouvant être curative (élimination des couches de sédiments déjàformées), ou préventive (empêcher la formation de telles couches).

On désigne par "métastable" une propriété caractéristique de certainesphases liquides dont la stabilité physico-chimique est sujette à des modifications.

Exemple : la ségrégation ou la sédimentation dues à la pesanteur et/ou à latempérature.

Champs d'application de l'invention.

Les liquides métastables stockés et leurs dépôts présentent descaractéristiques physico-chimiques particulières, aux effets de ségrégationdifficilement évitables.

On sait que les plus lourds des éléments qu'ils contiennent, se déposentpeu à peu, au cours de leur exploitation, en s'accumulant sur le fond et parfois surles parois des réservoirs.

Ce phénomène physico-chimique et ses conséquences sur la bonnemarche des exploitations industrielles, est toujours actuellement la cause de coûts,de pertes, directes ou induites, et parfois aussi, de nuisances matérielles humaineset écologiques.

Ces sédimentations dépendent de divers facteurs en ce qui concerne leurabondance ou leur composition. On citera par exemple : • La nature même du produit stocké et, plus particulièrement, les différences depoids moléculaire de ses divers composants. • Les conditions climatiques et les variations de températures. • La fréquence des mouvements de remplissage et de vidange dans le réservoirconsidéré au cours de sa période de service. 2 011Côü

Les indications susmentionnées n'étant aucunement limitatives.

Une fois le processus de sédimentation engagé, sous forme, à son début,d'un simple épaississement des couches inférieures du liquide stocké, il vas'accentuant avec le temps ; le sédiment qui se forme devient de plus en pluscompact, incluant dans certains cas des liaisons moléculaires formant des strates. Ilgêne l'exploitation du réservoir et de son contenu, il diminue la capacité disponible.

Exemples d'applications : • Stockage en réservoirs de produits chimiques composés,d'hydrocarbures, de dérivés pétrochimiques et des matières premières liquides. • Stockage en bassins ou lagunes de rejets industriels en attente detraitement.

On pense également à des opérations particulières en raison desdimensions ou du milieu : opérations curatives devenues indispensables en raisonde l'accumulation sous peine d'arrêt d'exploitation, concernant par exemple lesgrands réservoirs, équipant les plates-formes de forage et d’extraction offshore, onpense également aux stockages souterrains et aux stockages à bords de pétroliersdésaffectés, on pense aux innombrables lagunes contenant des rejets pratiqués enattente de solutions techniques, écologiques et économiques.

But recherché

La présente invention se propose de porter remèdes aux problèmes deségrégation ou d'homogénéité posés, lors de leurs stockage en réservoirs, parcertaines phases liquides comportant des éléments de poids ou de naturesmoléculaires différents.

Ces dépôts présentent des consistances allant de celle d'une boue molle àcelle d'une masse compacte évoluant, à terme, vers leur solidification.

Ces dépôts ont été considérés au cours des décennies écoulées comme les retombées, fâcheuses, mais plus ou moins inévitables des processus industriels à leur origine. 3 011080

Leur nocivité pour l'environnement, pour la santé publique et, surtout, pourcelle des hommes employés à leur extraction n'a été que récemment évaluée etprise en considération.

Leur devenir n'a en général été prévu que récemment, et pose toujoursproblème. Il était bien souvent plus simple et surtout moins onéreux de rejeter,d'abandonner voire d’enfouir ces résidus gênants une fois extraits, plutôt que de lessoumettre à des traitements inévitablement coûteux.

Leur réutilisation ou revalorisation éventuelle a été longtemps considéréecomme secondaire du fait, d’une part, du moindre coût des matières premières lesayant générées, d’autre part, par un manque de prise de conscience écologique enraison des impératifs économiques d'une industrie soumise à des résultatsfinanciers. Cette dernière, est actuellement bien consciente de l'importance de lapréservation du cadre de vie, une motivation à laquelle s'ajoutent les coûts accrusdes traitements de déchets et matières premières, mettant fin à l'illusiond'économies se révélant, à terme, fallacieuses.

Des rejets atmosphériques provoqués par les opérations d'extraction deces sédiments, exécutées sous ventilation forcée (pour la protection des hommesutilisés à des tâches manuelles ou semi manuelles en milieu insalubre voire mêmedangereux) sont, certes, pour la plupart invisibles, mais ce sont cependant desvolumes considérables à l'échelle du globe qui sont ainsi émis sans contrôle nitraitement, lesquels n'ont été évalués et pris en compte que récemment.

La plupart de ces extractions de dépôts sédimentés sont encore, à traversle monde, effectuées manuellement. Elles sont aussi insalubres et parfoisdangereuses pour les hommes au travail, que pour l'environnement.

Un but de l'invention est de mettre à la disposition de l'industrie, un moyenrelativement simple dans son application et en fin de compte, moins coûteux à tousles points de vue qu'une dilapidation inutile de matières premières devenantéconomiquement précieuses, tout en préservant ta santé de l'homme et leurhéritage naturel. D'autre part, l’invention se propose d'utiliser un appareillage multifonctionsprésentant les caractéristiques de fonctionnement suivantes : 4 • Pouvoir être employé sous les divers types proposés aussi bien pour uneaction curative sur des couches de sédiments déjà formées, que pour une mise enoeuvre préventive, supprimant à la fois la cause et ses effets, le même appareillagepouvant en outre, être utilisé pour assurer la décontamination finale des capacitéstraitées. • Pouvoir être, soit monté de manière rapide et quasi autonome, pour desinterventions ponctuelles, soit installé à demeure et mis en action aux intervalles etfréquences définis par l'exploitant. • Eviter des modifications sur le réservoir existant ou sur ses tuyauteries. • Autoriser la poursuite de l'exploitation du réservoir durant les opérationspréventives ou l'emploi correctif, sans interruption significative de service. • Utiliser une énergie propre au système, ou disponible sur site ; et qui soitd'une mise en place et d'une mise en oeuvre rapides. • Pouvoir être utilisé dans des liquides de natures différentes tout ensatisfaisant aux obligations de sécurité pour les produits soumis à desrèglementations particulières en raison de leurs caractéristiques, de leur corrosivité,de leurs émanations ou de leur toxicité. • Assurer des conditions de sécurité optimales dans les réservoirscontenant des produits ou des gaz inflammables. • Assurer une protection maximale de l'environnement, excluant tout rejetatmosphérique ou terrestre causé par sa mise en oeuvre. • Dispenser la main d'oeuvre de tout contact avec le sédiment et le liquideduquel il provient ou avec ses émanations. • Permettre (si la nature du produit et la composition du sédiment lerendent possible ou souhaitable) une réutilisation des composants utilisables dusédiment, rendus homogènes, propres à une revalorisation. • Eviter à l'exploitant, en cas d'utilisation préventive de l'invention, desopérations de maintenance curative coûteuses. οι 1 ceo • Etre, en cas d'emploi préventif, d'un coût opérationnel modéré,comparable à ceux courants dans les installations industrielles. • Etre modulable en ce qui concerne leurs fonctions de base : débits,pression, rotation, etc. 5 Etat de la Technique

Certains dépôts, du fait de leur caractère inerte et de la technique utilisée,ainsi que de leur consistance, font depuis longtemps l'objet de traitements bienconnus (injection de liquide sous pression, d'air comprimé, brassage, etc.) pourfaciliter leur extraction. Ils n'entrent pas dans le cadre prévu pour les applications de 10 l'invention.

Afin de remédier aux inconvénients causés par le stockage de phasesliquides ayant provoqué des dépôts physico-chimiquement non inertes, l'exploitantfait procéder, en fonction de ses propres besoins ou des obligations techniquescontractuelles et règlementaires, à l'extraction de ces dépôts dont la consistance 15 limite en général les pompages ou transferts efficaces.

Divers moyens ou procédures sont employés ou proposés pour cetteextraction, ils sont, en général, spécifiques au produit stocké et aux dépôts qu'il aformés, qui peuvent, dans certains cas, être réutilisables ou revalorisables.

Ces moyens sont le plus souvent manuels ou semi-manuels. Certains20 dépôts rendent le travail des hommes pénible, insalubre ou dangereux, ces méthodes n'assurant pas toujours aux sédiments extraits un devenir protégeantl'environnement et peuvent exiger des traitements complémentaires coûteux(extériorisation, transport, incinération, centrifugation...).

Des procédés hydrodynamiques actuellement utilisés pour le traitement25 curatif de certains dépôts (ce sont des procédures "correctives") présentant les inconvénients suivants : ils interviennent sur les dépôts déjà formés et plus oumoins stabilisés. Ils nécessitent l’arrêt ou un important ralentissement del'exploitation des capacités ou réservoirs, des transferts, l'emploi d'un matérielsouvent lourd, auxquels il faut ajouter des opérations de montage et de démontage 30 de tuyauteries, canalisations, câbles, entraînant un délai relativement long d'un coûtélevé. 6 011 ρ ο η.011080

Ces coûts élevés et ces pertes de temps limitent l’emploi de tellesprocédures à des opérations correctives devenues indispensables. De tellesméthodes ne sauraient en raison des coûts et de la complication de leur mise enoeuvre constituer une solution permettant, non plus de porter remède auxinconvénients de sédimentations existantes, mais d'en prévenir la formation, seulesolution permettant d'éliminer les gênes et les pertes causées par ce phénomène.

Les procédures actuelles et leurs équipements sont "rigides" dans leurutilisation. Il n'est pas question de les voir utilisés pour atteindre le meilleur butvalable en la matière : la prévention de la formation de ces dépôts sédimentés, tantpour des motifs d'exploitation que pour des raisons économiques.

Exposé de l'invention

Le procédé de l'invention est notamment remarquable en ce que le produitmétastable contenu dans un réservoir est aspiré à un niveau déterminé du volumede la phase liquide dudit produit, au moyen d'un tube d'aspiration raccordé àl'aspiration d'une pompe, et immédiatement réinjecté sous pression dans unecouche du produit contenu dans ledit réservoir, au moyen de cette même pompe etde buses d'injection raccordées au refoulement de cette dernière par l'intermédiaired'un tube d'injection logé dans ledit tube d'aspiration.

Selon une autre disposition caractéristique de ce procédé, les tubesd'aspiration et d'injection sont introduits verticalement dans le produit métastable àtraiter. L'appareillage selon l'invention est remarquable en ce qu’il comprend aumoins un module comprenant deux tubes concentriques, soit un premier tube desection plus importante (tube extérieur) comportant dans sa portion inférieure, aumoins une et, de préférence, une pluralité de lumières d'aspiration et dont la portionsupérieure est raccordée à l'orifice d'aspiration d'une pompe, et, un deuxièmeconduit (conduit intérieur) dont la portion supérieure est raccordée à l'orifice derefoulement de ladite pompe et dont l’extrémité inférieure est raccordée à desbuses d'injection, de préférence rotatives. 7 011 ΟΡΟ

Selon une autre disposition caractéristique de cet appareillage, chaquemodule est équipé de moyens permettant son positionnement vertical dans un bacou réservoir contenant le produit métastable à traiter.

Selon une autre disposition caractéristique, la ou les lumière(s) d'aspirationdont est pourvu le tube d'aspiration, est ou sont placée(s) au-dessus et à distancede l'extrémité inférieure du module incluant l'extrémité inférieure du tube d'injection.

AVANTAGES DE L'INVENTION

Le procédé et l'appareillage selon l’invention répondent aux différentsobjectifs susmentionnés. D'autre part, l'invention propose de satisfaire à ces objectifs par l'emploi demodules autonomes dont la particularité est de réaliser en un seul appareil, lesfonctions d'aspiration du liquide contenu dans le réservoir et de son refoulementsous pression dans celui-ci, à l'intérieur duquel des flux seront orientés et distribuésdans l'ensemble du volume contenu dans le réservoir, ces débits étant adaptés auxbuts à atteindre en fonction de la nature de l'opération : remise en suspension,fluxage,liquéfaction - pompabilité, homogénéisation, lavage, décontamination.

En outre, le caractère "à fonctions multiples" de l'appareillage revendiquépermet de disposer en un même appareil, aussi bien d'une puissance d'attaqueindispensable à la dispersion dans le volume contenu des sédimentations les pluscompactes et/ou les plus agglutinantes ; et d'un brassage successifcomplémentaire indispensable, de ce même volume, en vue de sonhomogénéisation, si tel est le but recherché.

Le module selon l'invention est à fonctions multiples puisqu'il permet, en yprévoyant avant son montage, les adaptations spécifiques à l'opération, dedistribuer des flux convenant, soit aux opérations spécifiques correctives, soit à lamise en oeuvre préventive. Ceci constitue un avantage considérable, aussi bienpour le service chargé des travaux, à l'intérieur d'une installation industrielle, quepour un entrepreneur mandaté par l'industriel. L'énergie nécessaire aux fonctions des modules : aspiration, mise souspression, refoulement, rotations, peut être assurée soit par un groupe hydraulique,soit par un groupe pneumatique, soit électriquement. Sans exclure ces dernières 8 ο 11 ο ρ η possibilités, on décrira ci-après l'ensemble d'un équipement mû par pressionhydraulique selon un exemple de mise en oeuvre préféré. On évitera ainsi lesproblèmes et contraintes normalisées liées à l'emploi de l'électricité dans certainesinstallations ou certains liquides sensibles ainsi que ceux éventuellement causéspar l’emploi d'air comprimé.

Chaque module est autonome en ce sens qu'il peut être monté directementsur le (ou les) orifice(s) disponible(s), dans le toit ou la paroi latérale des réservoirs,par l'intermédiaire d'un socle ou d'un couvercle adapté aux dimensions de ceux-ci.

Le nombre des modules et leurs dimensions sont fonction à la fois du liquide et dudépôt à traiter et de la géométrie du réservoir lui-même. Aucun autre montage n'estnécessaire, seule la tuyauterie d'alimentation hydraulique et son raccordement auxgroupes ou centrales hydrauliques situées, soit au sol, hors des réservoirs, soit àtout autre emplacement choisi en fonction du site, étant ensuite nécessaire.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autre encore,ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels :

La figure 1 est une vue de face, en coupe axiale et à caractèreschématique, d'un module d'aspiration et d'injection selon l'invention.

La figure 2 est une vue analogue à la figure 1 montrant une varianted'exécution d'un module d'aspiration et d'injection selon l'invention.

La figure 3 est une vue de face et à caractère schématique illustrant unedeuxième variante de réalisation d'un module d'aspiration et d'injection selonl'invention.

La figure 4 est une vue en perspective et à caractère schématiquemontrant un exemple de mise en oeuvre du procédé et de l'appareillage selonl'invention dans un réservoir à toit flottant de grandes dimensions.

La figure 5 est une vue en perspective et à caractère schématique illustrantun exemple de mise en oeuvre de ce procédé et de cet appareillage dans unréservoir à toit fixe de dimensions réduites. 9 011C 80

La figure 6 est une vue en coupe verticale et à caractère schématiquemontrant la mise en oeuvre du procédé et de l'appareillage revendiqués, dans unefosse (ou bassins, ou lagune).

Description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention.

On se réfère aux dessins annexés pour décrire des exemples intéressants,bien que nullement limitatifs, de mises en oeuvre du procédé et de réalisations del'appareillage à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon l'invention.

Ainsi qu'il a été indiqué ci-dessus, selon le procédé de l'invention,l'aspiration du produit liquide contenu dans le réservoir, sa mise sous pression etl'injection de ce flux au sein du volume contenu dans le réservoir, sont réalisées àpartir d'un seul et même ensemble, qui peut être placé directement sur le (ou les)orifice(s) existants du réservoir considéré. L'appareillage selon l'invention comprend au moins un module Md'aspiration-injection et, de préférence, une pluralité de modules M autonomes dontle nombre et les dimensions sont, par exemple, fonction à la fois du liquide et dudépôt à traiter et de la capacité et de la géométrie du réservoir contenant cesliquide et dépôt, comme indiqué précédemment.

Chaque module comprend deux tubes 1 et 2, disposés coaxialement.

Compte tenu du fait que ces tubes sont le plus souvent et de manièreparticulièrement avantageuse, appelés à être utilisés verticalement, on utiliseraconventionnellement ci-après les mots "inférieure" et "supérieure" pour distinguerleurs extrémités ou portions extrêmes opposées.

De même, on souligne que le mot "réservoir" utilisé dans l’exposé qui suitdésigne aussi bien un bac de dimensions et capacités variables (par exemplejusqu'à 130 000 tonnes ou plus) couvert par un toit fixe ou flottant, que des bassinsà ciel ouvert de différents types (lagunes, lacs, etc.).

Le tube extérieur 1 ou tube d’aspiration, présente un passage ou conduit 3de section annulaire plus importante que la section circulaire du conduit 4 défini parle tube intérieur ou tube de refoulement 2. 10 011 C Γ ο

Le tube d'aspiration 1 comporte, dans sa portion inférieure, au moins uneet, de préférence, une pluralité de lumières ou ouvertures étagées 5 réparties, depréférence régulièrement, dans sa paroi latérale. Ces ouvertures peuvent êtreavantageusement munies d'une crépine (non représentée) s'opposant à l’entrée desédiments détachés par l'impact des flux sous pression, et qui errent à l'intérieur duvolume du produit liquide contenu dans le réservoir, avant d'être brassés et rendushomogènes.

La ou les lumières d'aspiration 5 dont est pourvu le tube d'aspiration 1 estou sont placée(s) au-dessus et à distance de l'extrémité inférieure du module M,laquelle inclut l'extrémité inférieure du tube de refoulement ou tube d'injection 2. L'ensemble constitué par les deux tubes susmentionnés est destiné à êtrepositionné verticalement dans le réservoir contenant le produit à traiter, de façonqu'une partie plus ou moins importante de sa longueur se trouve plongée dans leditproduit.

La longueur du tube d’aspiration 1 est suffisante pour assurer uneaspiration régulière et constante par sa section ou son orifice plongeant dans leliquide contenu dans le réservoir et/ou au travers de lumières pratiquées à hauteurde la phase liquide choisie.

La longueur du tube de refoulement 2 est fonction de la nature del'opération à réaliser, ledit tube pouvant être soit interchangeable dans ses tronçonsinférieurs, soit télescopique, soit rallongeable. Par exemple, dans le cas d'uneopération corrective, la longueur du tube de refoulement sera déterminée par leniveau de la couche sédimentaire à traiter déjà constituée, de sa nature et de saconsistance, afin de pénétrer et désagréger cette phase sédimentaire.

Comme le montre, par exemple, la figure 3, le tube d'aspiration 1, peut êtreconstitué de plusieurs tronçons 1a, 1b, .... assemblés au moyen de raccords filetés1n. Il en va de même pour le tube de refoulement 2 et pour l'arbre 9. L'extrémité supérieure du tube extérieur 1 est raccordée à l’orificed'aspiration 01 d'une pompe 6 dont le carter ou corps peut être rigidement rattachéà la partie supérieure de l'ensemble constitué par les tubes 1 et 2, ladite pompe 11

011PFO pouvant être placée axialement ou latéralement par rapport audit ensemble. Unfiltre 20 est placé devant l'orifice d'aspiration 01 de la pompe 6. D'autre part, l'extrémité supérieure du tube intérieur est raccordée à l'orificede refoulement 02 de la pompe 6.

La pompe 6 sera choisie en fonction de : - sa construction, compatible avec les produits à traiter ; - son bon pouvoir d'aspiration ; elle sera autoamorçante ; - son couple débit/pression performant.

Cette pompe assure ainsi l'aspiration, la mise sous pression (par exemplesous une pression de l'ordre de 5 à 25 bars) et l'injection d'un flux qui va être mis encirculation permanente durant toute la durée de l'opération, jusqu'à ce que les butsfixés : la liquéfaction, le fluxage et/ou la remise en suspension homogène deséléments sédiments, aient été atteints.

Suivant l'exemple illustré, la pompe 6 est mue par l'énergie hydraulique, legénérateur et l'alimentation de l'énergie hydraulique étant installés au sol ou surtout autre emplacement choisi en fonction du site industriel, hors du réservoirrenfermant le produit à traiter. La puissance de cette énergie hydraulique estfonction du nombre de modules utilisés pour le traitement considéré et elle estadaptée au volume et à la nature du liquide ou du sédiment à traiter. Bien entendu,tout autre type d'énergie choisie par l'opérateur pour des raisons d'exploitationlocale, pourrait être utilisé pour le fonctionnement de la pompe 6. L'extrémité inférieure du tube de refoulement est raccordée à des busesd'injection hydro-dynamiques 7, de préférence rotatives. L'entraînement en rotation de ces buses tournantes peut être assuré aumoyen d'un moteur ou turbine hydraulique 8. Toute autre énergie peut cependantêtre substituée à l'énergie hydraulique, au gré de l'opérateur, sans que cela nemodifie en rien le principe et la procédure d'application de l'invention.

Selon le mode d'exécution représenté (figure 1), le moteur 8 entraîne unarbre 9 logé dans le tube de refoulement 2, qu'il traverse d'une extrémité à l'autre. 12 L'arbre 9 débouche dans un carter tournant 10 auquel il est relié rigidement, cecarter 10 étant, par exemple, disposé dans le prolongement de l'extrémité inférieuredu tube d'aspiration à laquelle il est avantageusement relié au moyen d'un raccordtournant 11.

Les buses rotatives 7 sont disposées latéralement sur le carter 10, de sorteque l’entraînement en rotation de ce dernier entraîne un mouvement circulairedesdites buses autour de l'axe vertical du module (flèche F1). La rotation des buses7 autour de l'axe longitudinal du module s'effectue à vitesse lente (par exemple del'ordre de 0,5 à 10 t/mn), en fonction de la nature du produit traité et de la phaseopérationnelle en cours), le moteur ou turbine 8 étant relié à l'arbre 9 parl'intermédiaire d'un réducteur (non représenté). D'autre part, l'extrémité inférieure du tube de refoulement 2 est munie d'unpignon conique fixe 12 en prise avec un pignon conique 13 solidaire en rotation d'unpignon satellite réglable 14 lui-même engrenant avec un pignon 15. Ce pignon 15est calé sur l'extrémité d'un petit conduit 16 orienté perpendiculairement à l'axe dutube d'injection 2. Ce conduit 16 est monté tournant dans un palier 17 dont estmuni, latéralement, le carter 10 et les buses 7 sont montées sur l'extrémité distalede ce conduit qui se trouve hors dudit carter. De la sorte, les buses 7 sontégalement montées tournantes dans des plans parallèles au tube d'injection (flècheF2), à une vitesse qui est également fonction de la nature du produit traité et de laphase opérationnelle en cours, par exemple à une vitesse comprise entre 0,5 et 10t/mn. Autrement dit, selon le mode d'exécution décrit ci-dessus, les buses 7 sontmontées à l'extrémité inférieure du module, avec une aptitude de rotation dans deuxplans perpendiculaires.

Le nombre et le débit des buses 7 ainsi que le niveau où elles se trouventplacées dans le réservoir, sont déterminés en fonction de la nature, du volume et dela viscosité du produit à traiter, ainsi que des enseignements techniques obtenuspar des prélèvements et analyses indiquant préalablement à la mise en oeuvre duprocédé et du système, les zones prévues pour l'intervention.

La longueur minimale du rayon d'action des jets hydrodynamiquesjaillissant des buses doit obéir aux règles suivantes : 011080 - toutes les zones à traiter doivent être fluxées par l'impact du jet ; aucunezone ne doit demeurer exclue du brassage ; - en conséquence, en fonction du rayon d'impact hydronynamique obtenu,on multipliera le nombre de modules à mettre en oeuvre pour des réservoirs degrandes dimensions et/ou des fortes viscosités des produits à traiter, de manière àobtenir un recouvrement des rayons d'actions entre eux.

Les buses sont avantageusement montées sur les filetages d'ajutagesdisposés à la sortie du conduit 16, ces filetages pouvant recevoir des buses desection, de géométrie et d'orientation déterminées. Si le nombre d'ajutagesdisponibles n'est pas totalement utilisé, les ajutages non utilisés peuvent êtreobturés au moyen de bouchons filetés.

Toutes les caractéristiques fondamentales du module : débit, pression,rotation, ..., sont modulables et ajustables en fonction des observations, études etanalyses effectuées préalablement à l'opération de traitement et, si nécessaire, aucours de celle-ci.

Les structures de positionnement des modules en vue de leur mise enoeuvre peuvent être très différentes en fonction de la configuration des réservoirscontenant les produits à traiter.

Par exemple : - pour le traitement des produits contenus dans des réservoirs R' à toit fixeT2, le ou les modules M (figure 5) peuvent traverser des ouvertures généralementménagées d'origine dans ledit toit et être soutenus par ce dernier ; dans ce cas, lalongueur des modules est adaptée à la hauteur des réservoirs; ils peuventéventuellement reposer sur le fond des réservoirs, de façon à assurer leur rigidité,en prenant appui soit sur des embases tournantes, soit sur des petits socles fixes18 (figure 2) équipés de roulements étanches permettant la rotation du porte-busesrotatif 10 ; - pour le traitement de produits contenus dans des réservoirs R à toitflottant T1, les modules M (figure 4), peuvent être montés de façon similaire, enprenant appui dans le fond desdits réservoirs ; dans ce cas, les cotes etspécifications du tube 2 et, surtout, du tube extérieur 1, sont déterminées de façon 14

011 0 8 U à assurer la même tenue aux contraintes que les béquilles équipant les toitsflottants d'origine ; ces tubes sont donc capables de supporter ces toits flottants,lorsque le réservoir a été vidé de son contenu ; - pour le traitement des produits contenus dans des bassins B à ciel ouvert(installations de lagunage), les modules M (figure 6) peuvent être installés fixementsur des passerelles ou sur des chariots se déplaçant sur ces dernières.

La partie supérieure de l'élément extérieur (tube 1) du module peut êtreagencée pour permettre le réglage de la position de celui-ci en direction axiale,c'est-à-dire, par conséquent, le réglage de la position, en hauteur, des lumièresd'aspiration (5) et du porte-buses rotatif 10. Par exemple, l'élément extérieur vertical1 du module peut être muni, latéralement, dans sa partie haute, d'une crémaillère19 appelée à coopérer avec un dispositif de verrouillage (non représenté) équipantl'entrée du passage P ménagé dans le toit T du réservoir pour l'engagement duditmodule.

Comme indiqué précédemment, le module peut avoir une longueurréglable ; dans ce cas, ses composants longitudinaux (tube d’aspiration 1, tubed'injection 2, arbre 9) peuvent être constitués de tronçons assemblés aux moyensde raccords vissés adéquats.

Le module selon l'invention peut aussi s'utiliser en position horizontale.Dans ce cas, il est engagé horizontalement dans l'un des trous d'homme ménagésà la base de la paroi latérale des réservoirs.

Bien évidemment, tous les accessoires, pièces, etc... sont conformes auxnormes et aux obligations techniques et de sécurité s'appliquant à la nature ducontenu du réservoir et du site dans lequel l'opération est prévue.

Exemples : • Primo, sécurité intrinsèque, les risques d'électricité statique sont rendusimpossibles ; par l'équipotentialité du système mis à la "terre". • Secundo, le fait que les fluxages n'aient lieu que de manière immergée,exclut toute autre création d'électricité statique. 15 011080

La répartition régulière des flux en circulation, leur dispersion, leurorientation sont assurées, en cas d'opération préventive, par la poussée des jetshydrodynamiques submergés à l'intérieur du volume contenu dans le réservoir.

La durée des opérations de traitement est déterminée par les sondages etles analyses effectuées à intervalles déterminés (ou en permanence), indiquantl'évolution du traitement.

Il en est de même pour la fréquence des interventions, qui ne peut êtredéterminée que par les observations de l'exploitant du réservoir. A la limite extrême,dans certains cas, on peut prévoir une mise en oeuvre, permanente ouséquentielle, de l'intervention, effectuée par tout ou partie des modules suivant lesrésultats constatés.

La mise en oeuvre, lors d'interventions préventives inclut de préférence lamise en place permanente des modules sur les réservoirs prévus. Les modulessont alors protégés par une couverture rigide les mettant à l'abri des intempéries,d’une pose et d'une dépose ne nécessitant aucune manutention particulière.

Leur mise en action ne nécessitera que le raccordement aux groupeshydrauliques des flexibles d’alimentation et de distribution, les manifolds dedistribution demeurant eux aussi à poste fixe. Si l'ensemble est installé à demeure,sa commande peut être programmée, informatisée et effectuée à distance à partird'un poste centralisateur. S'il s'agit d'opérations correctives, l'une de celles-ci peut n'être que lapremière phase d'un plan d'intervention, destinée tout d'abord à éliminer et/ourécupérer les sédiments déjà formés, puis, dans une deuxième phase, en utilisantle même système, après l’avoir éventuellement réglé aux besoins spécifiques d’uneintervention préventive : niveau et nombre des buses, leur section et leur géométrie, nombre de modules, débits, pressions, etc.....en particulier pour les grands bacs d'hydrocarbures.

On a précédemment insisté sur le caractère multifonctions de l'invention. Il en est deux, fondamentales qui, dans le cas d'une opération curative sont à la fois différentes et, sauf exception, indissociables : 16 011080

La dislocation au sens propre du terme du sédiment est en effet unpréalable indispensable dès que les dépôts présentent un caractère compact ; unrésultat que de simples turbulences de brassage ne sauraient accomplirefficacement.

Le brassage, tout aussi indispensable, dès que les dépôts ont été délogés,détachés du fond ou des parois du réservoir auxquels ils adhèrent fréquemment.

Ces fonctions complémentaires vont être satisfaites par l'adaptabilité du module :

Si, dans le cas de l'action préventive, le débit mis en circulation par lemodule représente le paramètre principal, plus important que la pression souslaquelle il est dispersé dans le volume dans lequel la formation de la sédimentationdoit être prévenue, ces facteurs sont quasiment inversés lorsqu'il s'agit d'uneintervention corrective, sur un dépôt formé, adhérent et compact.

Dans le premier cas, la seule énergie hydrodynamique organisée par lesbuses dont sont munis les tubes de refoulement est suffisante pour perturber etmaintenir en mouvement le volume contenu dans le réservoir.

Lors d'une intervention curative, cette énergie hydrodynamique demeure le"moteur" du système mais, outre les flux injectés par les buses dans le volumecontenu dans le réservoir, le tube de refoulement peut, et parfois, doit être muni, àsa partie inférieure, d'éléments plus agressifs sous formes de bras 21 (figure 3)montés avec une aptitude de basculement dans des plans verticaux, ces brasprolongeant le rayon d'action de ces jets submergés accroissant à la fois leur rayond'action et l'impact provoqué par l'extension des turbulences submergées. Les bras21 dont l'extrémité libre est munie d'une buse d'injection, sont montés avec uneaptitude de rotation autour de l'axe du tube de refoulement 2 à l'extrémité inférieureduquel ils sont raccordés.

Lorsque cela est rendu possible par la nature du liquide contenu dans leréservoir et par celle des sédiments, par les dimensions du réservoir, on tentera deréunir les deux fonctions de dislocation et de brassage, dans le même module.Ainsi, le tube d'injection, dans sa partie basse, disloquera le sédiment par le moyende ses bras 21 ; puis (dans sa partie moyenne et haute) le brassera par 17 011080 l'intermédiaire des buses. Son mouvement de rotation assurera une mise enmouvement de l'ensemble du volume contenu dans le réservoir.

Le procédé suivant l'invention ne serait pas complet s'il ne restituait’à leurexploitant, des réservoirs dont l'état des surfaces intérieures (fond, parois,structures) autorisent, suivant ses besoins et à son choix : - la pénétration de la main d'oeuvre et du personnel d'inspection dans uneatmosphère dépourvue de nocivité, respirable sans masque ou appareil deprotection ; - les travaux de maintenance nécessaires, y compris les travaux deréparations à la flamme. - mise en classe du réservoir, s'il est destiné à recevoir par la suite,d'autres produits.

Lorsque le traitement nécessite un rinçage, un liquide de rinçage est choisien fonction de la nature du dépôt dont le réservoir doit être débarrassé. Dans cecas, l'orifice d'aspiration sera ouvert au niveau le plus bas de manière à économiserla quantité de liquide de rinçage.

Le lavage des surfaces internes est alors mis en oeuvre conformément aufonctionnement décrit aux titres précédents. Après brassage et contrôles, le liquidede lavage est pompé hors du réservoir pour être, soit récupéré, soit traité ou éliminépar toute méthode adaptée à sa nature (station d'épuration, neutralisation,centrifugation, filtrage, etc...).

Un tel lavage peut être renouvelé, si nécessaire, et le liquide de rinçagemodifié en fonction des résultats constatés jusqu’à obtention de la propreté désiréeet de l'élimination de toute atmosphère intérieure dangereuse, nocive ou explosive. S'agissant de liquide dont les émanations gazeuses peuvent êtreexplosives ou toxiques, la méthode de lavage sera contrainte à des brassagesimmergés, soit un niveau de liquide sensiblement supérieur aux jets rotatifs. S'agissant de produits ne présentant pas ces risques, on peut procéder parprojections directes des jets rotatifs sur les parois internes du réservoir. 18 0110 F Ο

Choix du liquide : il sera fonction des objectifs de résultats (performancestechniques, économiques et écologiques) mais il devra toujours être conforme auxrèglement et consignes de sécurité.

Nonobstant la possibilité de procéder à des finitions manuelles (la5 pénétration des hommes étant devenue possible grâce aux phases précédentes), on pourra multiplier les phases de lavage et les produits utilisés, jusqu'à obtentiondu degré de propreté requis.

Ce sont donc les mêmes modules et leur mode de fonctionnementspécifique, qui assurent l'extraction du sédiment rendu pompable, puis les 10 nettoyages, sans nécessiter d'installation ou de montages supplémentaires.

Claims (20)

19 011080 REVENDICATIONS

1. - Procédé pour la maintenance de liquides métastables contenus dans desréservoirs, aussi bien pour une action curative sur des couches de sédiments déjàformées, que pour une mise en oeuvre préventive, supprimant à la fois la cause etses effets, caractérisé en ce que le produit métastable contenu dans un réservoirest aspiré à un niveau déterminé du volume de la phase liquide dudit produit, aumoyen d’un tube d'aspiration (1) raccordé à l'aspiration (01) d'une pompe (6), etimmédiatement réinjecté sous pression au sein dudit volume de produit contenudans ledit réservoir au moyen de cette même pompe et de buses d'injection (7)raccordées au refoulement (02) de cette dernière par l'intermédiaire d’un tubed’injection (2) logé, de préférence concentriquement, dans ledit tube d'aspiration0).

2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes d'aspiration(1) et d'injection (2) sont introduits verticalement dans le produit métastable àtraiter.

3. - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les busesd'injection (7) sont animées d’un mouvement de rotation (F1) autour de l’axe destubes concentriques d'aspiration (1) et d'injection (2).

4. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce queles buses d'injection (7) sont animées d'un mouvement de rotation (F2) dans unplan parallèle à l’axe des tubes concentriques d'aspiration (1) et d'injection (2).

5. - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les buses d’injection (7)sont montées à l'extrémité de bras (21) qu'il est possible de faire pivoter dans desplans verticaux. 20 011080

6. - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ceque les buses d'injection (7) sont animées d'un mouvement de rotation (F2) dansdes plans parallèles à l'axe des tubes concentriques d'aspiration (1) et d’injection(2).

7. - Appareillage à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,aussi bien pour une action curative sur des couches de sédiments déjà formés, quepour une mise en oeuvre préventive, supprimant à la fois la cause et ses effets, cetappareillage comprenant au moins un module (M), caractérisé en ce que ce modulecomporte deux tubes concentriques, soit un premier tube extérieur (1) comportant,dans sa portion inférieure, au moins une lumière d'aspiration (5) et dont la portionsupérieure est raccordé à l'orifice d'aspiration (01) d'une pompe (6), et, undeuxième tube (2) dont la portion supérieure est raccordée à l’orifice de refoulement(02) de ladite pompe et dont l'extrémité inférieure est raccordée à des busesd'injection (7).

8. - Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque module(M) est équipé de moyens permettant son positionnement vertical dans un bac ouréservoir contenant le produit métastable à traiter.

9. - Appareillage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la ou les lumière(s)d'aspiration (5) dont est pourvu le tube d'aspiration (1), est ou sont placée(s) au-dessus et à distance de l'extrémité inférieure du module (M) incluant l'extrémitéinférieure du tube de refoulement ou tube d'injection (2).

10. - Module selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un filtre (20) est placé devant l'orifice d'aspiration (01) de la pompe (6). 21 011080

11,- Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon la revendication 7, caractérisé en ce que les buses d'injection (7) sontmontées avec une aptitude de rotation dans un plan perpendiculaire à Taxe destubes concentriques (1, 2) et accouplées à un moteur (8) assurant leurentraînement en rotation. ,

12. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon l'une des revendications 7 ou 11, caractérisé en ce que les buses d'injection (7) sont montées avec une aptitude de rotation dans des plans parallèles à l'axedes tubes concentriques (1,2) et accouplées à un moteur (8) assurant leurentraînement en rotation.

13. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon l'une des revendications 7 ou 11, caractérisé en ce que les buses d'injection(7) sont montées à l’extrémité libre de bras (21) pivotant dans des plans verticaux.

14. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon l’une quelconque des revendications 7 à 13, caractérisé en ce que le tubed'aspiration extérieur (1) comporte, dans sa portion inférieure, une pluralité delumières étagées (7) ménagées dans sa paroi latérale.

15. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,suivant l'une des revendications 7 ou 14, caractérisé en ce que la lumièred'aspiration (7), ou l'ensemble des lumières d'aspiration (7), est muni d’une crépine.

16. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon l’une quelconque des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que sonextrémité inférieure est équipée d'un socle (18) d'appui au sol, disposé au-dessousdu porte-buses rotatif (10) et relié à ce dernier au moyen d'un roulement. 22 011080

17. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,suivant l'une des revendications 11, 12 ou 13, caractérisé en ce que les busesrotatives (7) sont accouplées au moteur (8) par l'intermédiaire d'un réducteur.

18. - Module à fonctions multiples pour la maintenance de liquides métastables,selon l'une quelconque des revendications 7 à 17, caractérisé en ce que salongueur est réglable, le tube extérieur (1), le tube intérieur (2) et l'arbre (9) étant,par exemple, constitués de tronçons (1a, 1b, ...) assemblés au moyen de raccordsvissés (1n).

19. - Appareillage à fonctions multiples pour la maintenance de liquidesmétastables comprenant au moins un module (M) selon l'une quelconque desrevendications 7 à 15, destiné à être positionné verticalement ou sensiblementverticalement, dans une ouverture (P) ménagée dans le toit (T) des réservoirs, oudans tout autre support, caractérisé en ce que la portion supérieure de l'élémentextérieur (1) du module (M) et l'entrée de ladite ouverture, sont agencées demanière complémentaire pour permettre un réglage de la position dudit module,dans la direction axiale.

20. - Appareillage à fonctions multiples pour la maintenance de liquidesmétastables, selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'élément extérieurvertical (1) du module (M) ou de chaque module (M) est muni, latéralement, d'unecrémaillère (19) appelée à coopérer avec un dispositif de verrouillage équipantl'entrée du passage (P) ou de chaque passage (P) ménagé dans le toit (T, T1, T2)du réservoir.